Энергетическое равновесие

Исходный принцип системного подхода к анализу отдельного процесса химической технологии состоит в том, что объект исследования рассматривается как сложная кибернетическая система, так называемая физико-химическая система (ФХС). Основу любой ФХС составляют явления переноса субстанций — массы, энергии, импульса, момента импульса, заряда. Механизм этого переноса, его внутренние причинно-следственные отношения проявляются во взаимосвязи диссипативных потоков и движущих сил ФХС. Как показано в первой книге авторов по системному анализу, для широкого класса ФХС характерна многоуровневая структура взаимосвязей физико-химических эффектов при весьма сложной и разветвленной сети прямых и обратных связей между ними. Различные виды неравновесности ФХС порождают движущие силы, которые приводят к появлению соответствующих потоков субстанций потоки субстанций влияют на степень удаления системы от химического, теплового, механического и энергетического равновесия, что, в свою очередь, опять сказывается на движущих силах [1]. [c.6]

В константу равновесия входит лишь разность пороговых значений энергии, но не сами пороговые значения. Это легко понять исходя из того, что уравнение Больцмана не содержит явно времени, а Н-теорема определяет лишь условия равновесия, но не время его достижения. Изменение порогов реакций и 2 (с сохранением неизменной их разницы Д ) приведет лишь к увеличению или уменьшению скоростей процессов, но никак не скажется на конечном состоянии, которое определяется, вообще говоря, энергетическим равновесием подсистем. Величина АЕ определяется энергией состояний реагентов и продуктов и выступает в качестве "фундаментальной" характеристики системы, определяющей ее состав в [c.30]

Рассмотрим энергетическое равновесие между фазами (дисперсионной средой и дисперсной фазой) в НДС. Условие равновесия. может быть записано следующим образом (см. рис. 18). [c.90]

Приложение внешнего воздействия к нефтяной дисперсной системе заставляет элементарные группировки, в частном случае соприкасающиеся, деформироваться либо изменять ориентацию в пространстве, что приводит к образованию дефектов системы, которые мгновенно занимают наиболее вакантные другие элементы нефтяной дисперсной системы, приводя, таким образом, к общему изменению энергетического равновесия в системе. В этих случаях важная роль отводится вращательным (спиновым) степеням свободы молекул. При этом изменение ориентации группировки происходит за счет поворота каждой молекулы вокруг своей собственной оси, приводящего к перемещению ее центра тяжести, однако не нарушающего взаимный контакт соседних молекул. [c.56]

Активные места ферментов и реагируюш,ие вещества образуют цепочки или циклы ( цепи перераспределения связей ), по которым в результате перемещения протонов и электронов синхронно происходит изменение кратности связей, что и обусловливает высокую компенсацию энергии разрыва старых связей и резкое снижение энергии активации реакции. Фермент строго ориентирует молекулы реагентов вдоль координаты реакции, что повышает число эффективных столкновений приблизительно в 1000 раз. Молекулы реагирующих веществ под действием ферментов переходят в наиболее реакционноспособные формы, чаще всего ионные, что еще в 1000 раз увеличивает скорость реакции. Чтобы реагирующее вещество перешло в наиболее реакционноспособное состояние, необходим дополнительный резерв энергии. Одним из источников этой дополнительной энергии является многоточечная адсорбция реагирующей молекулы на ферменте с использованием части энергии адсорбции на перестройку молекулы. Второй возможный путь повышения энергоемкости системы указан Кобозевым — это реализация в катализе энергетического механизма активации. Кобозев подчеркивает, что катализ рассматривается как обмен связями или электронами, происходящий в условиях статистического и энергетического равновесия с внешней средой. Эта валентная форма катализа считается столь универсальной, что обычно даже не ставится вопрос о существовании какой-либо другой его формы. А между тем эта другая форма катализа существует и весьма широко представлена в виде биологического ферментативного катализа, охватывающего огромную область каталитических превращений в живом веществе. Валентный механизм каталитического действия нельзя признать вполне общим и должна существовать иная, весьма мощная форма каталитической активации, реализующаяся в биокатализе. [c.117]

Совместная работа насосов и сети характеризуется точкой материального и энергетического равновесия системы. Для определения этой точки нужно рассчитать энергетические затраты в системе. Поскольку аналитический расчет режимной точки работы насоса связан со значительным объемом вычислений, то для его проведения наиболее рационально применять вычислительную технику и использовать при этом полученные выше уравнения. [c.184]

Нужно сказать, что какой бы случай катализа ни анализировался,. 0 почти всегда рассматривается, как некоторый валентный акт , т. е. как обмен связями или электронами, происходящий в условиях статистического и энергетического равновесия с внешней средой [2]. Эта валентная форма катализа считается столь универсальной, что обычно даже не ставится вопрос о существовании какой-либо другой его формы. А между тем эта другая форма существует и весьма широко представлена в виде биологического ферментного катализа, охватывающего огромную область каталитических превращений в живом веществе. [c.44]

При низких давлениях в разряде вещество находится в состоянии сильно нарушенного энергетического равновесия прежде всего в том отношении, что температура электронов Гэл много выше температуры Гт тяжелых частиц. При повышении плотности газа Г,л и 7 т все более сближаются. В том состоянии газа в разряде, которое имеет место при особенно важных для техники плазмохимии значениях давления (1 атм и выше), Гт и Тая за отдельными исключениями весьма близки, и химическую реакцию можно рассматривать просто как высокотемпературный процесс при Т = Тт Эти случаи не обсуждаются в настоящей главе. Для знакомства с ними, а также со всеми подробностями современной плазмохимии и процессов в низкотемпературной плазме читатель адресуется к работам 157, 256]. [c.339]

Реакции этого типа приводят к получению радиоактивных изотопов с носителями, т.,е. получаемые препараты содержат как радиоактивные, так и стабильные ядра какого-либо элемента. Одной из наиболее широко используемых для получения радиоактивных изотопов реакций этого типа является реакция п, ), которая особенно эффективно протекает на нейтронах с энергией 0,025 эв. Такие нейтроны называют тепловыми, так как при комнатной температуре они находятся в энергетическом равновесии с молекулами и атомами среды. Под действием тепловых нейтронов может происходить также деление тяжелых ядер подробнее этот процесс рассмотрен в конце главы. [c.64]

Кроме того, в результате непосредственного магнитного взаимодействия ядерных спинов возникают процессы обмена энергией между спинами самой спин-системы (спин-сниновая релаксация). При этом энергетическое равновесие внутри спин-системы устанавливается значительно быстрее, чем равновесия между снин-системой и решеткой. Поэтому такая система взаимодействующих спинов ведет себя не просто как система [c.12]

Каждому положению дроссельного клапана соответствует новая характеристика сети (рис. 180). Уравнение энергетического равновесия принимает вид [c.289]

Термодинамика — это наука о теплоте и ее превращениях. Она возникла в конце восемнадцатого века в результате возросшего интереса к повседневно встречающимся процессам превращения работы, теплоты и материи. Первоначальным толчком к ее развитию послужили промышленная революция и развитие технологии. Так же как тепло трения, возникающее при сверлении орудийных стволов, привлекало внимание Бенджамина Томпсона (графа Румфорда) и побудило его поставить первые количественные термодинамические эксперименты, так вопрос об энергетическом равновесии других процессов занимал многие прославленные умы его изучали Блэк, Лавуазье, Гесс, Карно и Майер. За этими новаторами-теоретиками последовали Джоуль, Максвелл, Клаузиус, Кельвин (Уильям Томсон) л Гельмгольц все они в последние годы своей жизни были современниками Больцмана, Вант-Гоффа и Гиббса, также внесших громадный вклад в развитие термодинамики. Последний, Дж. Уилард Гиббс, является единственным американцем в этой группе. [c.58]

Рассмотрим режим работы насоса 14Д-6 (имеющего восходящую характеристику) с характеристикой Q—Ятр. Пусть характеристика Q—Ятр пересекает характеристику Q—Я насоса в двух точках А — на восходящей ветви и — на падающей ветви (рис. 3.7). В обеих режимных точках имеются все условия материального и энергетического равновесия системы насос — водоводы . При увеличении подачи на величину ДQл вследствие кратковременного понижения требуемого напора в водоводах Ятр возникает отрицательная разность напоров дЯ=Ятр—Я<0. [c.63]

Следующую по степени охлаждения космическую систему представляет великий менделеевский мир здесь берёт начало кристаллизация, эта новая форма энергетического равновесия. Происходит накопление вещества по отдельным уровням энергии, образуется зональное строение планеты с более устойчивыми энергетическими системами глубин и с накоплением подвижных, с большой внутренней энергией атомов на поверхности земли выявляется их роль в создании жизни, в творческой деятельности человека, в развитии техники. Закон Менделеева определяет направление этих процессов. [c.128]

Рациональное питание предусматривает соблюдение энергетического равновесия в организме согласно следующему принципу количество поступившей энергии должно соответствовать количеству израсходованной энергии. [c.441]

В условиях энергетического равновесия (баланса калорий) потребление энергии должно быть равно ее затратам. Расходование энергии в различных условиях варьирует в широких пределах и может быть измерено путем помещения животного в изолированную камеру и определения энергопотерь с теплом и продуктами экскреции. Обычно более удобно оценивать поглощение кислорода, поскольку в большинстве случаев 1 л поглощенного О2 соответствует примерно 4,83 ккал (20 кДж) затраченной энергии. [c.275]

При энергетическом равновесии распределение энергии между внутренними и поступательными степенями свободы индивидуальных веществ смеси соответствует температуре. Фа- [c.26]

Рассмотрим реагирующую газовую смесь, состоящую из <7 индивидуальных веществ Смесь находится в энергетическом равновесии, ее термодинамическое состояние определяется температурой и давлением, мольными х, или весовыми gq долями индивидуальных веществ. Для индивидуальных веществ и всей смеси в целом справедливо уравнение состояния., идеального газа. [c.179]

Без бактерий, когда ЭП пирита и Eh среды близки, окисление его не происходит (рис. 33.3, Л, Б). Отсутствие разницы между ЭП и Eh свидетельствует об энергетическом равновесии между средой и минералом, а следовательно, и о невозможности окисления последнего в таких условиях. [c.642]

Поскольку свободная энергия начального и конечного состояний зависит от коН .ентраций соответствующих веществ, энергетическому равновесию будет соответствовать и концентрационное. Переход Нз и 1з в 2Н1 прекратится, когда концентрация Н1 достигнет определенного значения. [c.68]

Отсюда следует важный практический вывод, что для каждого сочетания сырья и катализатора существует оптимальный температурный режим крекинга, обеспечивающий энергетическое равновесие между десорб- цией промежуточных продуктов уплотнения с поверхности катализатора и адсорбцией исходных молекул сырья, быстрое удаление продуктов разложения и минимальный вы- ход кокса. При этом крекингу более аро- матизированного и более тяжелого по фрак-ционному составу сырья соответствуют более высокие температуры. [c.147]

Как мы видели выше, благодаря большой скорости процззсов V—V, нижний лазерный уровень СОз 10 0 практически находится в энергетическом равновесии с уровнем 01Ю (Уз = 667 слГ ). Поэтому дезактивация молекул СОз в процессе СО (б67) + М = СО.3 + М (V—Т) приводит к понижению заселенности уровня 10 0 тем в большей степени, чем больше эффективность частиц М в этом процессе. Из опыта следует, что в этом отношении особенно велика эффективность молекул воды. Согласно [11481, константа скорости процесса СО3 (667) Н3О = СО5 + Н3О при 297° К составляет 0,9-10 см молъ сек , в то время как константа скорости процесса СОз (667) + СО3 — СОз - - СО3 при той же температуре равна 3,6-10 см -моль [1481], т. е. в 2600 раз меньше. [c.196]

Метод ЯМР-спектроскопии — более медленный в том смысле, что для установления энергетического равновесия между системой ядерных спинов и окружающей средой (решеткой) требуется заметное время, измеряемое секундами. Поэтому те процессы, которйе е точки зрения ЯМР-спектроскопии классифицируются как быстрые [c.46]

Тепловым излучением называется излучение, происходящее в системе, в которой различные участвующие в процессе испускания квантовые состояния находятся в термодинамическом )авновесии, т. е. распределены по закону Максвелла-Больцмана уравнение (3.2)]. Тепловое излучение следует отличать от хемилюминесценции — излучения активных молекул, образуемых в ходе элементарных химических реакций и присутствующих в концентрациях, превышающих равновесные. Тепловое излучение следует также отличать и от излучения, вызываемого электрическими разрядами в газах и другими внешними способами возбуждения. Согласно статистической механике, температура тела определяется количеством поступательной энергии, прихоа,ящейся на моль в идеальном газе, находящемся в энергетическом равновесии с телом. [Соотношение между поступательной энергией и уравнением состояния идеального газа выражено формулами (3. 8) и (3.23).] Излучение от пламени горящего газа будет тепловым, если между поступательными степенями свободы и квантовыми состояниями, обусловливающими излучение, имеется энергетическое равновесие. Это означает, что как те, так и другие распределены согласно закону Максвелла-Больцмана, но при этом нет необходимости, чтобы все квантовые состояния системы находились в статистическом равновесии. Так, можло представить себе газ, в котором, наряду с тепловым излуче ием, наблюдаются явления задержки возбуждения или другие изменения (например, охлаждение), однако, настолько медленные, что они не нарушают названного равновесия. Можно также представить себе, чго для одной части спектра излучение газа является тепловым, в то время как для другой части спектра имеет место хемилюминес-денция. [c.353]

В реальной плазме полное термодинамическое равновесие невозможно. В ней имеют место процессы потери энергии, происходящие вследствие излучения, теплопроводности, ухода быстрых частиц и т. п. С другой стороны, энергия плазмы ненрерывно пополняется благодаря прохонодению электрического тока или химическим реакциям (пламя). В стационарном состоянии мощность, поступающая в плазму, равна потерям. Насколько далеко плазма ири этом отступает от термодинамического равновесия, зависит в первую очередь от соотношения между числом столкновений в единицу времени и величиной энергетических потерь. При больших давлениях, когда число столкновений велико, энергетическое равновесие между частицами устанавливается быстро, и если при этом отдаваемая (а следовательно, и подводимая) мощность невелика, то плазма практически равновесна. Это обычно имеет место в дугах и искрах, горящих при атмосферном давлении, хотя и в этих случаях можно наблюдать отклонения от термически равновесного состояния. В газовом разряде при низком давлении (когда длина свободного пробега частиц велика) отступления от равновесия выражены очень отчетливо. В первую очередь это сказывается в том, что электроны, ускоряемые электрическим нолем, имеют в среднем гораздо большую кинетическую энергию, чем атомы, иначе говоря, электронная температура гораздо выше температуры атомов, а температура ионов в свою очередь обычно выше температуры атомов и ни ке температуры электронов. Таким образом, в термически неравновесной плазме как бы сосуществуют несколько газов, каждый из которых имеет свою температуру, причем эти температуры могут очень сильно отличаться друг от друга. Так, в гейслеровском разряде при давлении около 1 мм рт. ст. температура электронов может достигать 10000— 15 000° К, в то время как температура газа не превышает нескольких сот градусов. [c.23]

Нечушкин А. И., Оганесян О. В. О роли энергетических кожных зон в процессах регулирования энергетического равновесия организма человека // Ортопедия, травматология и протезирование.— 1977.— № 2.— Q. 60—64. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология